Что такое свайно-ростверковый фундамент
Свайный фундамент, наверное, представляют себе все: это некоторое количество свай, заглубленных в грунт до уровня несущего слоя или ниже уровня промерзания. В чистом виде этот тип фундамента используется редко. Виной тому своеобразная конструкция, которая не позволяет перераспределять между сваями нагрузку от дома. Потому свайный фундамент в основном делают под срубы из бревна или бруса, иногда — под каркасные постройки. Эти типы стройматериала, из-за своих особенностей, сами перераспределяют нагрузку. С домами из других материалов они совместимы плохо.
Зато их усовершенствованный вид — свайный фундамент с ростверком — лишен многих недостатков и может использоваться и под кирпичные, и под блочные постройки. В них все опоры завязаны при помощи ленты из металла или железобетона (бетона) в единую конструкцию. Эта лента и называется ростверком.
Так выглядит свайно-ростверковый фундамент вынутый из земли
Ростверк — это часть фундамента, объединяющая оголовки свай и служащая опорой для стен. Именно ростверк принимает, и за счет замкнутой конструкции, перераспределяет нагрузку, передавая ее на сваи. Он может быть металлическим, деревянным, бетонным или железобетонным. По типу исполнения бетонные (железобетонные) ростверки бывают низкими и высокими.
Различают свайные фундаменты с высоким и низки ростверком
Высокий ростверк находится выше уровня земли. Чаще всего его делают из металла — швеллеров большого сечения или квадратных металлических труб. Еще делают такой ростверк из бетона, но его устройство сложнее: приходится придумывать, как залить ленту на расстоянии от земли.
Как работает ростверк и что он дает
Любой дом в разных частях будет давать разную нагрузку: отделка, мебель, санфаянс, другие вещи размещены неравномерно. Следовательно, и нагрузка от разных его частей будет разной. Ростверк принимает на себя эти неравномерные нагрузки и перераспределяет их. Сваям уже передается «выровненная» нагрузка.
Чем отличаются свайные и свайно-ростверковые фундаменты (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)
Чем это хорошо? Тем, что при одинаковой нагруженности свай, меньше шансов на то, что они будут усаживаться неравномерно. А неравномерная усадка ведет, как известно, к трещинам в фундаменте и стенах. Потому свайно-ростверковый фундамент более стабилен. Хотя главный недостаток свайных фундаментов остается: мы не можем знать, что за грунт находится под каждой из свай. Потому спрогнозировать их поведение нереально. Именно поэтому их не очень любят архитекторы: гарантировать многолетнюю эксплуатацию дома невозможно.
Ленточный фундамент на сваях
Более предсказуемы в этом плане низкие ростверки. Они начинаются обычно ниже уровня земли и отливаются из армированного (или нет — зависит от проекта) бетона. Причем арматура свай связывается с арматурой ростверка.
В этом случае ростверк — это мелкозаглубенный ленточный фундамент и изготавливается он по той же технологии. Отличается тем, что имеет жесткую связь со сваями, что в разы повышает надежность и устойчивость конструкции. Еще такие фундаменты называют ленточными на сваях или свайно-ленточными. Такая конструкция является почти идеальной: сочетает в себе плюсы свайного и ленточного фундамента, в значительной мере компенсируя их недостатки.
Устройство свайно-ленточного фундамента (чтобы увеличить размер картинки щелкните по ней правой клавишей мышки)
Как он работает? Нагрузка от дома передается на ленту. Благодаря наличию продольной арматуры перераспределяется по всей площади. Так как лента опирается и на грунт, то часть нагрузки передается ему, остальная приходится на сваи. При этом нагрузка и усадка равномерны: их «выравнивает» лента.
В зимнее время, когда начинают на фундамент воздействовать силы пучения, проявляются все плюсы свайно-ленточного фундамента. Если дом стоит на пучнистых грунтах, их глубина заложения ниже уровня замерзания, очень сложно представить условия, при которых дом перекости или он даст неравномерную усадку.
При воздействии сил пучения на ленту, «пятки» свай, да и они сами, не дают возможности грунтам сдвинуть фундамент. Потому ленточно-свайные фундаменты — отличный выбор на сильно пучнистых почвах. Затраты при этом гораздо выше, чем при строительстве обычного свайного фундамента, но намного ниже, чем при строительстве ленты ниже глубины промерзания.
Как правильно подбирать для дома, веранды, забора?
Винтовые сваи отличаются от остальных типов такого фундамента более дешевой стоимостью, но при этом ограниченной грузоподъемностью.
Рекомендации по выбору винтовых опор под разные случаи частного строительства:
| Диаметр трубы, мм | Размер винтовой части, мм | Несущая способность, т | Назначение |
| 57 | 180 | 0,8 | Легкие заборы, теплицы, мостики, качели |
| 76 | 220 | 1,5 | Заборы из кирпича и профнастила, хозблоки |
| 89 | 250 | 3,0 | Одноэтажные деревянные постройки, веранды |
| 108 | 300 | 4,5 | Каркасные дома, сооружения из бруса |
| 133 | 350 | 7,0 | Дома из бревен большого диаметра и газобетона, а также конструкции промышленного назначения |
Среди всех забивных опор широкое применение получили ж/б конструкции, которые в отличие от деревянных и металлических столбов, способны выдержать большие нагрузки и служат от 100 лет.
Назначение железобетонных забивных опор:
| Длина стержня, м | Сечение, мм | Грузоподъемность, т | Тип постройки |
| 3–4 | 150х150 | 10–15 | Легковесные постройки, деревянные дома, веранды, заборы, беседки |
| 3–4 | 200х200 | до 20 | Кирпичные дома, многоэтажные сооружения из газобетона, промышленные конструкции |
В отличие от двух предыдущих типов буронабивные сваи изготавливаются непосредственно на строительной площадке. Перед тем, как подготавливать скважину, конструктору необходимо проанализировать суммарные нагрузки и геологию почвы.
В соответствии с потребностями в несущей способности фундамента бурят шурфы таких размеров:
| Диаметр скважины, мм | Несущая способность одного опорного элемента, т | Назначение постройки |
| 150 | 1,0 | Заборы из сетки рабицы, садовые качели и беседки |
| 200 | 2,0 | Металлические ограждения, пристройки к дому, сооружения хозяйственного назначения |
| 250 | 3,0 | Веранды, каркасные и деревянные одноэтажные дома, гаражи, бани |
| 300 | 4,0 | Малоэтажные дома из брусьев и газобетона |
| 400 | 7,5 | Двух и более этажные здания и другие тяжеловесные постройки. |
Длины несущих элементов определяются, исходя из уровня твердых пород, в которые должны упираться нижние концы свай. При этом обязательным остается условие, что глубина фундамента закладывается ниже точки промерзания.
Что это такое, характеристики свайных опор
Буронабивные сваи – силовая конструкция, которая отвечает за передачу нагрузки от дома на несущий слой грунта. Опорные элементы создаются непосредственно на стройплощадке, когда заранее делают усиление подготовленных шурфы арматурным каркасом и заливают бетонным раствором.
Буронабивные сваи можно использовать в качестве самостоятельных силовых элементов, например:
- при строительстве заборов;
- легковесных хозяйственных построек;
- временных сооружений (бытовок).
Верхняя часть силовой конструкции (лента или плита) связывает отдельно стоящие опоры и воспринимает на себя суммарные нагрузки от дома, равномерно распределяя их между буронабивными сваями. Таким образом получают надежное несущее основание для тяжеловесных сооружений 1-й и 2-й степеней ответственности.
- с защитой стен скважины за счет применения обсадных труб (погружных и извлекаемых);
- с защитой стенок шурфов от обсыпания с помощью бентонитового раствора;
- подача бетона через полость непрерывного шнега.
По форме буронабивные сваи могут иметь одинаковое сечение по всей высоте или быть усложнены расширенной пятой в нижней части для улучшения несущей способности фундамента.
Плюсы и минусы
Преимущества следующие:
- доступная технология для применения в частном строительстве;
- высокая скорость возведения – уже через две недели после бетонирования скважин можно приступать к следующему этапу возведения дома;
- эффективны при строительстве практически на любых типах грунта, в том числе на пучинистых и сыпучих почвах, а также на участках со сложным рельефом;
- удобство монтажа на площадках с высокой плотностью застройки;
- значительная несущая способность каждого силового элемента – до 400 т.
Помимо очевидных достоинств технологии, необходимо также учитывать ее недостатки:
- потребность в расходе большого количества бетона;
- сложность контроля над выполняемыми технологическими процессами;
- необходимость привлечения спецтехники при закладке фундамента на значительную глубину (более 2 м);
- при строительстве на пучинистых грунтах необходимо преждевременно продумать уширение пяты опоры и обвязку конструкции ростверком, чтобы предотвратить выталкивание сваи из почвы в результате действия сил морозного пучения;
- строительство подземных помещений в доме на буронабивных опорах окажется затратным по времени и средствам мероприятием.
Сфера применения
Применение технологии монтажа буронабивных свай считается оправданным в таких ситуациях:
- ведется строительство промышленных объектов и тяжеловесных конструкций, жилых домов и построек сельскохозяйственного назначения на крутых склонах;
- возводимый объект по проекту расположен на заболоченной местности, а также на участках со слабым грунтом, где несущий пласт и точка промерзания расположены достаточно глубоко, но не ниже 3 м от уровня поверхности;
- высокая плотность застройки на рабочем участке, что предопределяет необходимость контроля динамических нагрузок на существующие дома и сооружения.
Виды свай
При строительстве помещений с небольшим количеством этажей, каркасных домов возможно применение таких разновидностей опор.
- Железобетонные. Самые широко применяемые. Являются доступными в любом ландшафте, большое количество фирм специализируется как выпуске, так и на монтаже свай. Эксплуатационный период составляет от 50 до 150 лет. Возможны различия по определенным критериям:
- опоры с напрягаемыми и ненапрягаемыми металлическими стержнями;
- видам сечения: круглое, квадратное, тавровое и полое;
- форме: призматической и цилиндрической;
- структуре: цельные и подлежащие сборке;
- основанию: расширенные, окованные или полые.
- Деревянные. Пользуются большой популярностью при возведении срубов из дерева и каркасных сооружений на деревянной основе. Степень надежности их ниже, чем у предыдущих, поэтому они могут быть созданы только из определенных сортов древесины. Рекомендовано использование на пучинистых грунтах. Вышеуказаный вид опор, как правило, производят из кедра, дуба, лиственницы, прочих твердых пород. Используют опоры из дерева диаметром 20-40 см, длиной от трех до 8 метров. При применении на твердых землях необходимо использование башмака – стального колпака с обвязкой, который прикрепляют к нижней части заточенного конца сваи. Погодные условия, климатические изменения, особенности почвы оказывают огромное воздействие на эксплуатационные характеристики деревянных опор. При соблюдении всех правил срок службы составляет минимум 50 лет.
- Стальные. Существует широкий спектр материалов для производства такого вида свай: рельсы, швеллера, трубы и пр. Используются нечасто, как правило, для построек временного характера, или хозяйственных сооружений. Приблизительный период эксплуатации — 40 – 60 лет.
Как происходит установка?
Железобетонные сваи устанавливаются достаточно быстро и просто при условии привлечения специалистов. Их монтаж предполагает спецтехнику и оборудование. И все же это более простая и экономичная технология, чем ленточный или плитный фундамент.
Установка включает несколько процедур:
- изучение особенностей строящегося здания;
- составление проекта и расчет нагрузки;
- исследование грунта;
- определение глубины вбивания опор;
- определение способа расположения свай (по всей площади, по периметру, под несущими и наружными стенами, под отдельными элементами строения)
- разметка участка, точный расчет расположения каждой опоры;
- бурение скважин под сваи;
- установка сваи в грунт.
Техническая характеристика железобетонных свай. Предварительно напряженные сваи
Технология изготовления железобетонных свай
Основу железобетонной сваи составляет каркас из стальной арматуры, нижний конец которого имеет пирамидальную форму. Каркасы вяжут или сваривают.
Для изготовления сваи применяется пластичная бетонная смесь с осадкой конуса 7—8 см. Бетонирование сваи ведется в один прием, без перерыва. Бетонную смесь укладывают от острия к голове.
Сортамент свай призматической формы, квадратного сечения должен соответствовать данным табл.
Таблица 1. Номенклатура железобетонных свай (ТУ 243-56 Минстрой)
Марка сваи | Длина а мм | Сечение в мм | Вес в т | Марка бетона |
С6-250 | 6 000 | 250X250 | 1 | 200 |
С6-300 | 6 000 | 300X300 | 1,1 | 200 |
С7-250 | 7000 | 250X250 | 1,4 | 200 |
С7-300 | 7000 | ЗООхЗоО | 1,6 | 200 |
С8-250 | 8 000 | 250X250 | 1,3 | 300 |
С8-300 | 8 000 | 300X300 | 1,8 | 300 |
С9-250 | 9 000 | 250X250 | 1,4 | 300 |
С9-300 | 9 000 | 300X300 | 2 | 300 |
С10-300 | 10 000 | 300X300 | 2,3 | 300 |
С11-300 | 11000 | 300X300 | 2,5 | 300 |
С12-350 | 12 000 | 350×350 | 3,7 | 300 |
С13-350 | 13 000 | 350×350 | 4 | 300 |
С14-350 | 14 000 | 350X350 | 4,3 | 300 |
С15-350 | 15 000 | 350×350 | 4,6 | 300 |
С16-350 | 16 000 | 350X350 | 5 | 300 |
С17-400 | 17 000 | 400×400 | 6,9 | 300 |
С18-400 | 18 000 | 400×400 | 7,3 | 300 |
С19-400 | 19 000 | 400X400 | 7,7 | 300 |
С20-400 | 20 000 | 400X400 | 8,1 | 300 |
С21-400 | 21 000 | 400×400 | 8,5 | 300 |
С22-450 | 22 0Я> | 450X450 | 11,2 | 300 |
С23-450 | 23 0’ф | 450X450 | 11,7 | 300 |
С24-450 | 24О0О | 450×450 | 12,2 | 300 |
С25-450 | 25 000 | 45QX450 | 12,8 | 300 |
Примечания. 1. Марка сваи, например, С18-400 означает, что свая имеет длину (без острия) 18 м и сечение 400×400 мм.
Для армирования свай
Для армирования свай применяется горячекатаная арматурная сталь периодического профиля марки Ст. 5 (для продольных стержней), круглая сталь марки Ст. 0 или Ст. 3 (для хомутов или спиралей, для сетки в голове сваи и петель). Каркас делают сварным.
Предварительно напряженные сваи
Предварительно напряженные сваи (серия ОФ-02-01) изготовляются длиной от 12 до 25 м с интервалом через 1 м.
Сваи длиной более 25 м изготовляют по специальным проектам.
Для армирования применяется низколегированная сталь марки 25ГС, которую подвергают упрочнению вытяжкой до предела текучести 6 000 кг/см2. Марка бетона принимается 300 для свай всех длин. Номенклатура свай указана в табл. 2. Сваи изготовляют на щебне крупностью не более 40 мм, с прочностью при сжатии 600 кг/см2. Песок не должен содержать зерен гравия крупнее 10 мм.
Сваи сечением 300X300 мм армируются четырьмя стержнями, а все остальные — восемью продольными стержнями.
Предварительное напряжение продольных стержней производится на величину 0,9 . 6 000 = 5 400 кг/см2.
Погружение предварительно напряженных свай производится теми же средствами, что и ненапряженных свай (забивкой молотами или вибропогружателями).
Таблица 2 Номенклатура свай и расход стали в кг
Марка сваи | Длина в мм | Сечение в мм | Вес сваи в т | Расход стали в кг |
СН12-З00 | 12 000 | 300X300 | 2,7 | 81,4 |
СН12-350 | 12 000 | 350X350 | 3,7 | 136,1 |
СН13-300 | 13 000 | 300X300 | 3 | 86,7 |
СН13-350 | 13 000 | 350×350 | 4 | 144,9 |
СН14-300 | 14 000 | 300×300 | 3.2 | 92,1 |
СН14-350 | 14 000 | 350X350 | 4,3 | 153,1 |
СН15-300 | 15 000 | 300X300 | 3,4 | 117,6 |
СН15-350 | 15 000 | 350X350 | 4,6 | 162,7 |
СН16-350 | 16 000 | 350X350 | 5 | 172,5 |
СН16-400 | 16 000 | 400×400 | 6,5 | 227 5 |
СН17-350 | 17 000 | 350X350 | 5,3 | 228 1 |
СН17-400 | 17 000 | 400X400 | 6,9 | 241 9 |
СН18-350 | 18 000 | 350X350 | 6,6 | 239 3 |
СН18-400 | 18 000 | 400X400 | 7,3 | 309,5 |
СН19-350 | 19-000 | 350×350 | 5.9 | 308.7 |
СН19-400 | 19 000 | 400×400 | 7,7 | 324,3 |
СН20-350 | 20 000 | 350X350 | 6 2 | 323,8 |
СН20-400 | 20 000 | 400X400 | 8,1 | 411 |
СН/1-400 | 21 000 | 400×400 | 8 5 | 428 |
СН22-400 | 22 000 | 400X400 | 8 9 | 445,6 |
СН23-400 | 23 000 | 400×400 | 9 3 | 463,3 |
СН24-400 | 24 000 | 400×400 | 9 7 | 578 |
СН25-400 | 25 000 | 400X400 | 10,1 | 704,9 |
Качество свай должно отвечать следующим требованиям:
- трещины на поверхности свай, кроме волосных, не допускаются;
- местные раковины и отколы углов на поверхности не должны превышать 10 мм по глубине и допускаются при условии, если общая их площадь занимает не более 5% от общей поверхности сваи.
На торцах свай несмываемой краской ставят марку сваи, дату изготовления и марку завода-изготовителя.
Каждую партию свай завод-изготовитель должен снабжать специальным паспортом.
Рис. 1. Схемы подъема свай
При перевозке железобетонных свай железнодорожным и автомобильным транспортом опирать концы свай следует на подкладки, располагаемые от концов сваи на 0,207 ее длины.
Подъем свай производится тросами по схемам, указанным на рис. 1. Трос должен охватывать сваю и проходить через подъемные петли. Сваи длиной 5—10 м можно поднимать по всем трем схемам; сваи длиной 11—16 м — по схемам I и II, а сван большей длины — только по схеме /.
Что лучше: винтовые сваи или бетонные (забивные, буронабивные, сваи-оболочки)?
Забивные ж/б сваи в большинстве случаев работают как висячие, то есть их несущая способность обеспечивается в первую очередь трением по боковой поверхности. Следовательно, при проектировании фундамента на их основе необходимо дополнительно выполнять расчеты на воздействие касательных сил морозного пучения.
Морозное пучение связано с наличием в порах грунта воды и ее замерзанием.
На степень пучинистости влияют разные факторы, в том числе уровень расположения грунтовых вод. Так если он расположен выше отметки глубины промерзания, то выпучивание фундаментной конструкции может достигнуть нескольких метров. Кроме того, грунт в разных частях участка может подниматься на разную высоту, что усугубляет негативное воздействие на основание.
В результате с течением времени фундамент неравномерно деформируется, что вызывает крены, образование трещин и т.д.
В связи с этим согласно обязательному приложению Ж «Расчет свайных фундаментов на воздействие сил морозного пучения» СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты»: «при строительстве зданий и сооружений на свайных фундаментах в сезоннопромерзающих или искусственно замороженных пучинистых грунтах необходимо учитывать касательные силы морозного пучения. Расчет оснований и свайных фундаментов по устойчивости и прочности на воздействие сил морозного пучения грунтов следует производить при эксплуатации неотапливаемых сооружений, мачт линий электропередачи и мобильной связи, трубопроводов и др.».
К неотапливаемым сооружениям относят все строения, которые не оказывают теплового воздействия на грунт. Так как большинство строений на свайных фундаментах имеют высокий ростверк, и их пол не соприкасается с грунтом, они не оказывают теплового воздействия на грунт под ними.
Таким образом, для свайных фундаментов с высоким ростверком (исключением являются фундаменты из широколопастных винтовых свай, при установке которых лопасть располагается за глубиной промерзания, что позволяет ей противостоять негативному воздействию касательных сил морозного пучения) нужно обязательно выполнять расчет по устойчивости, подтверждающий, что удерживающие силы (собственный вес, полезная нагрузка, силы сопротивления, удерживающие сваю от выпучивания из-за трения ее боковой поверхности о талый грунт, лежащий ниже расчетной глубины промерзания) превосходят «выпучивающие» (касательные силы морозного пучения).
В случае касательных сил грунт примерзает к боковым стенкам фундамента, поднимая их за счет сил бокового трения, образовавшихся при смерзании. Примерзнув к стенкам фундамента, вспучивающийся грунт поднимает и фундамент, разделяя его на части. Эти силы могут достигать 5-7 тс на квадратный метр боковой поверхности фундамента.
Формула расчета имеет вид:
Расчеты на действие сил морозного пучения в средне- и сильнопучинистых грунтах показывают, что для уравновешивания касательных сил морозного пучения для пригруженных сооружений нужна заделка в непучинистые грунты на глубину равную слою сезонного промерзания. Для непригруженных и легких сооружений – на глубину не менее 2 толщин сезоннопромерзающего слоя.
При нормативной глубине промерзания 1,5 м, минимальная глубина забивки свай составляет в средне- и сильнопучинистых грунтах:
- для пригруженных сооружений – 3 м;
- для непригруженных и легких – 5,5 м.
Так как забивные сваи малого сечения устанавливаются с помощью малогабаритных сваебойных установок, часто они оказываются заглублены в грунт не более чем на 3-4 м, что создает серьезную угрозу безопасности.
Еще один важный аспект – сечение забивных железобетонных свай. Хотя ГОСТ 19804-2012 указывает минимальное допустимое сечение 200х200 мм. Тем не менее, строительные компании часто предлагают сваи сечением 150х150 мм, которых даже нет в нормативных документах. Если же такие сваи выполнены из бетона, марка морозостойкости которого ниже F100, то срок эксплуатации таких конструкций не превысит 5-6 сезонов.
Подводя итог, можно сделать вывод, что забивные железобетонные сваи, при условии их соответствия строительным нормам и правилам, – хорошее, но довольно дорогое решение для фундамента.
В качестве альтернативы могут быть использованы винтовые сваи. Конечно, это решение также имеет определенные особенности, с которыми необходимо считаться (подробнее «Минусы свайно-винтового фундамента»), однако если участь слабые и сильные стороны такой конструкции как на этапе проектирования, так и на этапе строительства, возможно не только избежать проблем, но и добиться увеличения показателей эффективности, срока службы и т.п.
Виды
Изделия делятся на 2 группы:
- готовые ЖБИ, производятся в заводских условиях;
- каркасные конструкции, которые заливаются бетоном на участке после монтажа в грунт.
Первый вариант используется для строительства основания по грунтоцементной, буронабивной, инъекционной технологии. В данном случае на изделия не оказывает воздействие существенная нагрузка при заглублении в почву. Это позволяет сохранить целостность ЖБИ.
Второй вариант применяется, когда планируется использовать следующие методы забивки железобетонных свай: с помощью гидравлического молота, оборудования, продуцирующего вибрационные волны, техники вдавливания под воздействием статического давления.
В этих случаях увеличивается риск преждевременного разрушения ЖБИ, что приводит к снижению надежности всей конструкции. По данной причине сначала в почву заводят металлический каркас.
Кроме того, железобетонные изделия делятся на группы с учетом формы сечения: круглая, прямоугольная, квадратная. Различают также сваи по типу конструкции:
- монолитные;
- составные.
Форма наконечника, заглубляемого в почву, тоже отличается: бутылочного типа, конусообразная, существуют и тупоконечные изделия. При выборе учитывают способ установки опор и тип грунта.
Монолитные
Эти цельные изделия производятся в заводских условиях. Их отличает многовариантность решений: существуют остро- и тупоконечные монолитные сваи данного вида, прямоугольного, квадратного и круглого сечения. Внутри ЖБИ — каркас, заполненный бетоном, пустоты отсутствуют. Это повышает прочность изделий.
Устанавливаются сваи путем вдавливания в почву. Предварительно бурить отверстия под них не нужно. Монолитные ЖБИ используются для возведения объектов разного целевого назначения: частное жилье, гражданское строительство. Отличает изделия данного вида существенный вес. Для транспортировки, монтажа понадобится специальная техника и несколько рабочих.
Пустотелые оболочковые
По названию можно понять, как устроены железобетонные сваи этой группы. Внутри они полые. Снаружи опоры не отличаются от монолитных аналогов. Однако для установки пустотелых ЖБИ необходимо подготовить участок: делают отверстия под сваи, при этом их диаметр ненамного превосходит размер железобетонных изделий, т. к
важно обеспечить надежную фиксацию
Существуют составные ЖБИ. Их собирают из нескольких элементов перед тем, как будет осуществляться погружение в грунт.
Набивные
Различают варианты:
- с ненапрягаемой продольной арматурой, поперечным армированием;
- с напрягаемой продольной арматурой, поперечное армирование в большинстве случаев также выполняется, но существует вариант без усиления таким способом.
По форме набивные конструкции тоже отличаются: прямоугольные, квадратные, круглые. Однако при монтаже в сложных грунтах (в регионах с низкой среднесуточной температурой) предпочтение следует отдавать последнему из вариантов. Если использовать сваи квадратного сечения, увеличивается риск их крена. Это приведет к разрушению постройки в дальнейшем.
Набивные сваи отличаются по технологии монтажа. Сначала устанавливается гильза из прочного материала. Затем выполняется монтаж арматуры и заливка бетона. Распространен вариант свай набивного типа с уширением в нижней части. Гильза может быть заполнена песком, грунтом, но для строительства крупных объектов применяют бетонную смесь.
Особенности забивного фундамента на ЖБИ-сваях
Железобетонные сваи бывают двух видов – цельными и полыми. Полые изготавливаются при помощи центрифуги, имеют чаще всего круглую форму и используются в строительстве одноэтажных зданий. Не подходят для возведения фундамента в сейсмически активных зонах, торфяных почвах. В отличие от цельных, полые свайные столбы имеют меньший вес, что значительно упрощает работу с ними.
ЖБИ-сваи.
Маркировка свай из железобетона в соответствии с ГОСТом
- «С» – столбы с поперечным армированием.
- «СК» – сваи круглые, имеющие полость.
- «СП» – столбы квадратной конфигурации, имеют круглую полость, за счет чего снижается их вес. Армируются как напрягаемым, так и обычным методом.
- «СГ» – прямоугольные сваи из тяжелого бетона. За счет увеличения площади сечения, отличаются большей несущей способностью, чем квадратные.
- «СЦ» – сваи с квадратным сечением без поперечного армирования.
- «1СД» – колонновидные сваи.
- «2СД» – колонновидные сваи, предназначенные для установки по средним осям.
- «ССН», «ССВ» – составные свайные столбы.
Железобетонные сваи сплошного сечения
Цельные сваи бывают нескольких форм – Н-образные, круглой, квадратной или прямоугольной конфигурации.
Особенности армирования
Для изготовления используется гидротехнический бетон и стальная арматура. Армирование может быть как обыкновенным или натяжным.
Особенность армирования с помощью предварительно напряженной арматуры в том, что металлический элемент, прежде чем бетонировать, растягивают с помощью домкрата или другого приспособления.
Также растяжение можно усилить при использовании электричества – через арматуру пропускается огромный ток, что приводит к нагреву металла и он расширяется. Арматура фиксируется в этом состоянии на протяжении всего цикла бетонирования сваи.
Расположение арматуры внутри сваи.
После застывания бетона, напряжение с металлического элемента снимается – прекращается подача тока или ослабляется фиксация домкратом. Такой способ увеличивает прочность изделия.
Между бетоном и металлом возникает напряжение, так как металлический элемент пытается сжаться, а бетон – сохранить свои позиции – старается растянуть металл в прежнее состояние. Это дает возможность частично потянуть армирующий элемент на изгибе и повысить прочность всей конструкции.
В зависимости от положения, сваи армируются двумя способами.
- Продольное армирование. Представляет собой основную рабочую арматуру.
- Поперечное армирование. Его цель – объединить продольную арматуру и принимать ударную нагрузку в процессе забивания сваи.
Применение забивного ЖБИ фундамента
Железобетонный свайный фундамент – наиболее распространенный тип фундаментов. Он используется для:
- строительства частных домов;
- строительства производственных зданий и сооружений;
- строительства многоэтажных и малоэтажных построек;
- для построек из кирпича, древесины, газобетона, пеноблоков и других материалов;
- как основание под каркасные дома, гаражи, беседки и другие хозяйственные постройки.
Особенности ЖБИ-фундамента
- Бетонные сваи обладают высокой прочностью и выносливостью. Согласно ГОСТу, прочность бетонного столба должна быть не меньше 200 кгс/см2. Минимальный вес, который может выдержать свая – 125 тонн.
- Бетон склонен к разрушению в неблагоприятной среде – почвах с высоким содержанием хлоридов, кальция, сульфатов и других минеральных солей и щелочей.
- Большой вес ЖБИ-свай затрудняет транспортировку и установку.
- Использование для фундамента того или иного типа свай зависит, в первую очередь, от особенностей почвы.
Подбор типа ЖБИ-основания под почву
Несущая способность свай
Планируя строительство свайного фундамента, в первую очередь следует позаботиться об обеспечении должного уровня несущей способности. При этом устанавливать избыточное количество свай экономически нецелесообразно. Поэтому проектирование свайного фундамента обычно поручают специализированной компании. Однако общие знания все же необходимы. В частности:
оценка геологических особенностей местности. Результат определит тип сваи, ее длину, диаметр, толщину и тип арматуры, число продольных стержней, толщину поперечной проволоки, расстояние между забивными сваями;
расчет на трещиностойкость (коэффициент динамичности равен 1,25);
способ установки. Сваи могут быть установлены тремя способами: одиночными опорами, рядным порядком, свайным полем;
расчет на прочность сваи (коэффициент динамичности равен 1,5);
обоснование о необходимости заполнения полых свай;
место расположения близлежащего строения (минимальное расстояние – 15 м.п.)
Как рассчитать количество свай на фундамент
Чтобы примерно определить, сколько свай необходимо для фундамента дома нужно:
рассчитать статическую нагрузку, т.е. определить вес будущего строения. Для этого нужно сложить вес: – материалов, из которого будет построен дом (несущие стены и перегородки);– перекрытий;
– стропильной системы и кровельного материала;
– остекления и дверей;
– отделочных материалов (наружная и внутренняя отделка);
– ориентировочный вес мебели, бытовых, отопительных и сантехнических приборов.
оценить несущую способность одной сваи (узнать можно у производителя, у которого предполагается купить сваи);
рассчитать динамическую нагрузку. Учитывает количество проживающих в доме;
добавить 10-15% на компенсацию погрешности расчета и возможное увеличение массы строения;
разделить вес строения на несущую способность сваи. Таким образом, будет рассчитано число свай. Зная их число, можно определить общую стоимость реализации проекта.
Шага установки забивных железобетонных свай
Что касается расстояния между сваями (шаг установки), то расчет ведётся исходя из их числа и периметра строения. При этом сваи обязательно устанавливаются по углам, в месте пересечения стен, под колоннами, под тяжелыми объектами.
Примечание. Ориентировочные данные для устройства фундамента двухэтажного каркасного дома на суглинистой почве, которая преобладает в РФ: диаметр свай 150 мм, длина 3 м.
Разновидности и примеры маркировки
Маркировка опор состоит из группы букв и цифр, с помощью которых определяют типы и размер изделия, измеряемый в дециметрах. Также указывают класс напрягаемой и тип ненапрягаемой арматуры. И в завершение маркирования указывают тип стыка, который бывает: болтовой, сварной, стаканный.
В строительстве зданий и сооружений используют железобетонную опору, которая бывает:
- Монолитная. Не имеет пустоты внутри изделия, и чтобы погрузить ее, выемка в грунте необязательна. Их погружают с помощью молота или пресса, который вбивает или вдавливает основу конструкции в почву.
- Пустотелая. Представляет собой оболочку и для ее погружения необходима скважина в грунте.
- Набивная. Основу на железобетонных сваях погружают в приготовленную заранее выемку.
Монолитные
Забивные монолитные изделия бывают:
- Квадратной формы, круглой, тавровой и трапециевидной.
- Конструкция опоры может быть составная и цельная.
- По форме поверхности нижнего торца основы имеют форму груши и могут быть заостренными и тупыми.
Пустотелые
Пустотелые сваи.
Пустотелые опоры или как их еще называют, оболочковые, бывают таких видов:
- С продольной арматурой или без нее.
- Опора круглая или квадратная с круглой полостью.
- Цельные или состоящие из отдельных частей (составные).
- Опоры в виде призмы или цилиндра.
Набивные
Забивная опора бывает:
- сплошная, не имеющая утолщений конструкции;
- опора с наличием утолщений в придонной области.
Использовать забивные сваи в монтаже конструкции удобно, так как они более контролируемы по проектируемым размерам и выдерживают большую нагрузку.
